微尺度实验检测技术及其应用研究

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1、摘墨摘要微尺度力学实验技术和方法的研究是目前国内外的研究热点问题，凶为微材料与器件的尺度效应、界面效应及其在介质环境中的多场耦合作用下的力学性能直接关系到单元及器件的工作性能、可靠性与工作寿命。本文工作是基于国家自然科学重点基金项目“微尺度与多场耦合实验力学技术和分析方法研究”而展开的一些研究，具体研究内容如下：1I应用纳米压痕技术对热红外探测双材料微悬臂梁单元的弹性模量进行了测试研究。2．利用多普勒测振仪钡4出微梁单元的固有频率，同时结合有限元数值模拟计算，对上述微悬臂梁传感器单元的等效弹性模量进行了检测研究。3．利用光

2、学谱平面滤波法测出固有频率，同时结合有限元数值模拟计算，对上述微悬臂梁传感器单元的等效弹性模量进行了检测研究，研究工作未见报道。4．应用自动网格法和数字图像相关技术对有限宽板带孔试件，在单调加卸载循环试验过程中孔边的弹塑性变形进行了检测研究，获得了一些有意义的结果。5．借助扫描电子显微镜的支撑，应用数字图像相关技术，对有限宽板带裂纹试件在单调加载试验过程中裂端附近微区内的弹塑性变形进行了探索性的测试研究，为研究裂端附近微区内材料的变形及损伤探索了原位检测技术。6．借助扫描电子显微镜的支撑，应用数字图像相关技术，对多晶cu基

3、形状记忆合金在拉伸加卸载过程中，应力诱发热弹马氏体的近场l临界变形进行了探索性的原位检测研究，研究工作获得了一些很有意义的实验结果。关键词：纳米压痕：谱面滤波：数字相关；自动网格；扫描电镜；原位检测————．一一一垒!!!!!!AbstractAtpresentthestud},ofexperimentaltechniqueandmethodinmicro—scalemechanicscomestofrontgloballyforthescaleandinterfaceeffectofthemicro-material—d

4、evice(MMDlandthemechanicaIpropertieswithmulti—fieldcoupledeffectaffecttheworkingperformance．reliabilityandoperating1ifeoftheMMDdirectly，Basingonthemajorfundprojectofnationalnaturescience‘thestudyofexperimentalmechanicalteehniqueandanalyticalmethodiUmicro．scaleandm

5、ulti—field’，theauthorhasdonesomeresearchwork．Themainresearchcontentsasfollows：l>111eelasticmodulusofmaterialofinfraxeddetectivemicro。cantileversensorsismeasuredbythenanoindentationtestdirectly．2>111enaturefrequencyofthemicrocantileveriSmeasuredbyDopplerPolytecScan

6、ningVibrometerandtheequivalentelasticmodulusofthecantileveriscalculatedincombinationwithnumericalsimulationmethodbyAnsys．3>Thenaturefrequencyofthemicrocantileverismeasuredbyoptiealfilteringintheplaneofwavespectrumandtheequivalentelasticmodulusofthecantileveriscalc

7、ulatedincombinationwithnumericalsimulationmethod．4>nleelasticandplasticdeformationaroundthestrainconcentrationzoneofthelimitedwidthspecimenswithcenter-holearemeasuredinthecyclictestingprocessofmonotonicloadingandunloadingbyusingautomatedgridmethodordigitatimagecor

8、relation．Thenthediscretedisplacementcomponentswerefittedintodualitypolynomialfunctionbyusingleastsquaremethod．Somesignificantresultsaregotfromtheresearc